鄒軍:數控加工中心攻絲的幾大要點,看這一篇文章就夠了

攻絲是用絲錐在工件的孔內部切削出內螺紋,加工製造用使用十分廣泛:

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而決定絲錐性能的因素包括:工件材料、切削速度、切削刃材料、刀柄選擇、孔深確定等,比如剛性刀柄就僅適用於同步攻絲,浮動刀柄不建議在臥式機床上使用:

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其實從攻絲加工的設計階段開始,很多細節就決定了最終的性能,具體我們來看看詳述:

1 設計高性能的攻絲加工

(1)攻絲過程需要考慮的因素有:工件設計、絲錐設計、應用。其目標是降低切削力,同時絲錐強度達到最大。

(2)平衡各種選項: 必須兼顧應用的方方面面

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(3)絲錐設計要點

•對於形成長屑的較軟的粘性材料,絲錐結構比較簡單,前角和鉤形角度較大,后角和避空較大,容屑空間大。

•對於硬性材料,絲錐應具有重載結構,前角和鉤形角度小,鏟背和后角小,切削壓力較高,橫截面大。

(4)絲錐設計需考慮的因素:絲錐槽型、刀具材料、表面強化處理。這些設計特點必須保持平衡,才能提供適當的切削,切屑控制,潤滑和扭轉強度。

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必須在切削中途停止並反轉出孔,而切削依然留在溝槽中。這就給金屬加工中的攻絲和絲錐的設計帶來一個最大的挑戰。

2 絲錐的形狀

(1)絲錐切削麵的類型

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①正確選用絲錐正向鉤形絲錐

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②正確選用絲錐小的或負向鉤形角絲錐

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(2)絲錐切削錐

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每增加一個切削錐齒,絲錐使用壽命都會按指數延長。測試表明每加半個切削齒螺紋, 刀具使用壽命就會加倍。與其他刀具不同, 絲錐切屑荷載只能隨著排屑槽數量和切削錐長度改變而改變。

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(3)倒錐:與其他所有的刀具類似,絲錐也略有倒錐。

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(4)螺紋鏟背

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螺紋鏟背的優點有:

切削輕快,熱量積聚少;

絲錐上纏繞,粘結的材料少(粘屑,積屑瘤少);

可採用較高的攻絲速度;

補償工件材料的塑性變形。

螺紋鏟背的缺點有:

切削刃變脆,易於崩刃;主軸和裝夾(包括浮動刀柄)剛性不足是會使螺紋變差,在反轉時非常細小的切屑可能會嵌入使切削刃崩刃。

3 攻絲加工的幾大要點

(1)確定螺紋百分比

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鑽頭鑽孔尺寸確定了螺紋底徑與螺紋高度的百分比,使用的鑽頭直徑越大,達到的螺紋高度比越小。

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(2)底孔尺寸的選擇

一般首選螺紋高度的65%到70%;

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83%高度的螺紋僅比65%高度的螺紋強度大2%,但是攻絲扭矩超過其兩倍。

(3)常見問題

①產生削頂的原因

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手動攻絲

–手動進給不協調,進給太快或太慢;

機床攻絲

–非同步攻絲循環編程不當;

絲槓機床

–絲槓磨損或絲槓調整螺母鬆動產生背隙;

凸輪進給機床

–凸輪廓形不對或磨損;

採用氣動或液壓的機床

–不可控,壓力太高或太低;

齒輪進給機床

–齒輪調整不當或磨損產生背隙;

②解決削頂問題:對於最精密的螺紋,進給應與主軸轉速同步。進給量和主軸旋轉必須與螺紋螺距相匹配。

(4)CNC機床同步攻絲的優點

螺紋深度控制、孔到孔尺寸一致、消除削頂、必要時可以復攻。

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(5)刀柄的選擇

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用於非同步攻絲:具有固定攻絲循環的採用鑽進給的CNC機床– 凸輪,齒輪,氣動,或液壓進給機構;用於同步攻絲:遇到尺寸過大/尺寸過小螺紋時。

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(6)刀柄維護:適當的刀柄維護可以確保加工高質量螺紋,和絲錐的使用壽命。內部機構不應該有切屑和碎片,經常測試刀柄,尤其是使用水溶性冷卻液時。

4 絲錐的切屑處理

(1)孔的類型和切屑處理

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(2)擠出切削,螺旋排屑槽絲錐

螺旋排屑槽絲錐的錐芯很薄,是絲錐設計中最脆弱的部分。因此,速度要比直排屑槽絲錐低30%~40%,以免斷裂。

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(3)拉出切削

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(4)直排屑槽絲錐

強度最大的絲錐,推薦用於易斷屑的材料,如黃銅和鑄鐵或硬化鋼,通常需要冷卻液或氣體 沖洗排屑槽中的切屑。

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(5)擠壓絲錐:其加工特點是,無論在通孔還是盲孔中都不產生切屑。

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(6)切削絲錐與擠壓絲錐對比

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(7)底孔尺寸對擠壓螺紋的影響

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5 絲錐選擇基礎

前面說了那麼多有關絲錐加工思路設計、刀柄選擇、切屑解決的問題,最後要說的是,在最基礎的絲錐選擇上,我們需要了解:

孔的類型,通孔,盲孔還是深孔;

最小鑽孔深度;

要求的最短螺紋深度;

是否考慮採用擠壓絲錐;

攻絲的工件材料。

以此來決定絲錐的使用:

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